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Oct 02, 2023

ATX 3.0 の説明: インテルが電源の大幅な見直しを行った理由

Gli standard di alimentazione dei PC cambiano molto lentamente e l'ultima revisione importante di Intel lo è stata

PC の電源規格は非常にゆっくりと変化するため、Intel の ATX 電源ガイドの最後の大幅な改訂は、おそらくあなたの車、冷蔵庫、または子供よりも古いものです。

しかし今年、インテルは 2003 年以来初めて仕様の大規模な見直しを行い、信頼性と効率性が向上し、最大 600 ワットのグラフィックス カードを実行できるようになりました。 「ATX バージョン 3.0 マルチレール電源設計ガイド」と呼ばれるこのガイドでは、高出力 GPU が PC をクラッシュさせないようにし、新しい GPU 電源コネクタを追加して、アイドリング時の効率を向上させるための「電源逸脱」に関するガイドラインに焦点を当てています。

Intel の ATX 3.0 電源設計ガイドは、会社が電源会社に何を作るかを指示するものではありません。 これらは、PC に関心を持つ他の企業からの意見をまとめた推奨ガイドラインです。 しかし、インテルのコンピュータにおける占有面積は非常に大きいため、その仕様は通常、誰もが支持する事実上の標準になります。

PCWorld は最近、文字通り同社の電源設計ガイドを執筆している Intel の Stephen Eastman 氏にインタビューしました。 彼は、ATX 3.0 とは何かだけでなく、約 20 年ぶりの PC 電源の大幅な改訂の背後にある決定の背後にある「理由」についても説明しました。 以下のビデオですべての詳細を確認するか、読み続けてください。 そして、そうです。遅かれ早かれ新しい電源を購入したくなるかもしれません。

ATX 3.0 の目を引く新機能は、新しい PCIe 5.0 12VHPWR コネクタが組み込まれていることです。 このコネクタは明らかに、通常の 6 ピンまたは 8 ピンではなく 12 ピンを備えており、ピンごとの設計は非常によく似ています (ただし小さい)。 これには、電源から利用できる電力量をグラフィックス カードに知らせる追加の信号を送信する小さなコネクタが接続されている機能が含まれています。

現在、グラフィックス カードに供給される電力は、接続されている 6 ピンまたは 8 ピンのコネクタの数によって決まります。6 ピンの定格は 75 ワット、8 ピンの定格は 150 ワットです。 新しい PCIe 5.0 コネクタを使用すると、電源とケーブルはユニットに応じて 150 ワットから 600 ワットを供給できます。

500 ワットの電源には、グラフィックス カードに 450 ワットを供給できる PCIe 5.0 コネクタが搭載されていない可能性が高いため、ケーブル自体に最大供給電圧を示すラベルを付けることをお勧めします。 新しいケーブルは、本質的に、高ワット数カード用の複数のケーブルの必要性を置き換えます。 モジュラー電源では、新しいケーブルは、今日の PSU に見られるものと同様の特定の PCIe 出力に接続されます。

これは、新しいグラフィックス カードに使用される最新の PCIe 5.0 12VHPWR コネクタです。 ATX12VO 2.0 仕様の最新設計は、追加の 4 ピンを損傷から保護するために、より大きなシュラウドを備えています。

インテル

PCIe 5.0 GPU 電源コネクタがどのように機能するかについて少しわかりにくい点は、その単一プラグ設計の単純さによるものです。 現在、3 つの 8 ピン PCIe GPU プラグを必要とする GPU を現在の 650 ワットの電源と組み合わせようとすると、動作しない可能性が高く、その PSU には 8 ピンの PCIe GPU プラグが 1 つまたは 2 つしかないため、すぐにそれがわかります。 -ピン PCIe GPU プラグ。 これでは GPU をパワーアップするには不十分であり、システムは投稿しないことでそのことを警告します。

PCIe 5.0 と ATX 3.0 を使用すると、コネクタとケーブルが 1 つになるため、従来はトリプル 8 ピン コネクタを使用していた 450 ワットの GPU を 650 ワットの ATX 3.0 電源に接続できるようになります。

Intel は、このような不一致が発生した場合、システムが OS を起動して、グラフィックス カード ベンダーのドライバーが GPU が電力制限モードで動作していることを警告すると考えています。 一部の GPU ベンダーは、現在見られるように、単純に起動を停止し、十分な電力が供給されていないことを示すエラー メッセージを表示することを選択する場合もあります。 解決策は、明らかに、より大きな電源を購入するか、そのグラフィックス カードを返品してその電源の予算に合うものに交換することです。

Nvidia の新しい GeForce RTX 3090 Ti は、PCIe 5.0 コネクタを搭載した最初の GPU でしたが、PCIe 5.0 コネクタを備えた電源がまだ広く普及していないため、ボード ベンダーは 3 つの 8 ピン PCIe GPU コネクタを接続するアダプタ ケーブルまたはドングルを同梱していました。単一の PCIe 5.0 12VHPWR コネクタに接続します。 確かに機能しますが、問題はそれらが合法かどうかです。 Intel によれば、ATX 3.0 も PCI SIG グループもアダプターの使用を認可していませんが、禁止もしていません。

GPU に付属のアダプターは問題ありませんが、何に接続するかが問題です。 技術的には、8 ピン GPU コネクタは最大 150 ワットをサポートし、3 つ使用すると紙の上では最大 450 ワットになります。 実際、電源メーカーの Corsair によると、ほとんどの電源とほとんどの 8 ピン プラグは 324 ワット (12 ボルトで 27 アンペア)、さらには 468 ワット (12 ボルトで 39 アンペア) までサポートできます。 もちろん、それは電源の設計によって異なります。 各 PSU がこれら 3 つの 8 ピン GPU プラグを通じて何をサポートできるかについては保証がありません。

インテル

新しい PCIe 5.0 コネクタと ATX 3.0 により、Intel と PCI SIG は、両方とも婉曲的に「パワーエクスカーション」と呼ばれる問題に対処します。 「パワースパイク」という、あまり表面的にはコーティングされていない用語で認識されるかもしれません。 PCI SIG は、カードの最大持続電力を 3 倍超える GPU の能力を基本的に概説しています。 つまり、PCIe 5.0 12VHPWR コネクタ上の 600 ワットのカードは、100 マイクロ秒間で 1,800 ワットまでのスパイクが許可されます。

このような非常に短い電力変動をスムーズにするには、システムの電力低下や PC のクラッシュを防ぐのに十分な追加のコンデンサを備えた電源を設計する必要があります。 Intel の推定によると、適切に設計された ATX 3.0 上の 300 ワットの GPU は、CPU 用に 300 ワット、ボックス内の残りのハードウェア用にさらに 150 ワットを備えた 750 ワットの電源でサポートできます。

既存の ATX 2.X 電源を同じ 300 ワットの GPU を実行できるように適合させようとすると、GPU、CPU をサポートし、電力変動を考慮して 1,100 ワットの電源が必要になる可能性があると Intel は考えています。 これは、古い PSU の設計と、その GPU が高電力エクスカーションを行う頻度に依存すると考えられます。

チアゴ・トレヴィサン/IDG

これも 300 ワットの GPU のみの場合です。 Intel の推定では、PC 内の CPU に 300 ワット、残りのコンポーネントに 300 ワットを使用すると、600 ワットの最高出力 GPU には 1,200 ワットの ATX 3.0 PSU が必要になる可能性があります。 古い ATX 設計では、電力の逸脱をサポートする追加の容量が設計にない可能性があるため、追加のヘッドルームがさらに必要になります。

多くの人は、電源を廃止することに躊躇し、なぜ旅行がそれほど重要なのか疑問に思うでしょう。 結局のところ、「電力逸脱」は GPU メーカーがルールを破って消費電力を超えているだけではないでしょうか? 私たちもその見通しには同意しますが、これらの極端に短いエクスカーションを制限することは、GPU のパフォーマンスも制限することを意味します。 また、私たちがしばらくの間、電源供給能力の限界に達してきたことも明らかです。

一時的な電圧スパイクが原因で GeForce RTX 3080 および 3080 Ti がシステムをクラッシュさせるという逸話的なレポートがしばらくの間浮上しています。 大多数のゲーマーは問題ありませんでしたが、特定の電源やシステム構成では同じ電力異常に対処できないようです。 さらに悪いことに、アドインボードのメーカーは、微小な時間にわたって電力を超過していることは知っていましたが、電源のさまざまな設計が何を処理できるかについてはまったく知りませんでした。

ATX 3.0 では、こうした逸脱が正式化されるため、GPU ベンダーは最終的に従うことができる境界が決まります。 繰り返しになりますが、以前は電力変動が紙に詳しく書かれることはありませんでしたが、ATX 3.0 では、GPU またはボード ベンダーは、100 マイクロ秒間、電源装置の最大定格電力の 200 パーセント、または PSU の最大定格電力の 120 パーセントを押し上げることが許可されることを認識しています。 100ミリ秒間。

最終的には、ATX PSU がそれに合わせて設計されているため、GPU が電力を最大 180 パーセントまで急増させることを決定したときにシステムがランダムにクラッシュすることを軽減またはほぼ排除するのに役立つはずです。

インテル

現在入手可能な (発表もされていない) 消費者向け GPU で 600 ワットを消費できるものはありませんが、ATX 3.0 仕様にはそれらに対応する余裕があることは明らかです。そのため、いつかそのようなカードが登場するでしょう。 平均的な DIY ユーザーにとっては、次のような疑問が生じます。将来の 600 ワットの GPU を実行したい場合、どれくらいの大きさの PSU が必要なのでしょうか? Intel にはアドバイスがありますが、その推奨事項は現代の PC DIY ユーザーが慣れ親しんでいるものよりもはるかに高い容量である可能性が高いため、多くの人はおそらくそれを気に入らないでしょう。

Intel のガイダンスは、CPU の消費電力と組み合わせた GPU の消費電力、および PC 内の残りのコンポーネントまたは「残りのプラットフォーム」の電力バジェットに基づいています。 上記のさまざまな GPU の構成を確認できますが、600 ワットの GPU と 300 ワットの CPU、およびシステム内で実行するファン、RAM、ストレージ、その他すべてのハードウェア用の 300 ワットは、およそ 1,200 ワットの電源に相当します。そのハイエンドGPU。 これは、Nvidia の最上位機種である GeForce RTX 3090 Ti 用の古い ATX 2.X PSU を使用した推奨 850 ワット PSU よりも大幅に向上しています。 これは、使用されている CPU とシステム内の他のハードウェアの量によって異なります。 他の領域での削減は、より小型で低コストの PSU の使用が可能であることを意味します。

ハイエンド ビルドの 1,200 PSU のコストを考えるとがっかりするかもしれませんが、オプションはあります。それは、ATX 3.0 マルチレールの弟である Intel の ATX12VO 2.0 です。 ATX12VO 1.0 ハードウェアのハンズオンはここで読むことができますが、簡単に言うと、3.3 ボルトと 5 ボルトの電源レールを電源から取り外してマザーボードに移動することで、システムのアイドル時の消費電力を削減するインテルの試みです。 これは当初、PC OEM および PC システム インテグレータが、政府によってデスクトップ PC に課せられるますます厳しくなる電力規制に対応できるようにすることを目的としていました。 DIY 愛好家にとって、ATX 3.0 はあまり支持されておらず、実際、ATX 3.0 は ATX 12VO の低アイドル消費電力に近づくこともできます (ただし完全に満たすわけではありません)。

ただし、Intel の ATX12VO 2.0 では、PCIe 12VHPWR と同じ電力変動ルールが導入され、モバイルおよびサーバーで使用される機能 I_PSU% が追加されています。 I_PSU% は 10 ピン コネクタのピンを使用して電源とマザーボードの間で通信するため、システムは総電力使用量をリアルタイムで知ることができます。 つまり、コンピュータは PSU の限界に近づいていることを認識し、過負荷を防ぐために消費量を抑えることができます。

はい、これは、CPU または GPU がエッジに近づいている場合、パフォーマンスが低下する可能性があることを意味しますが、I_PSU% は、より低い容量、そしてより重要なことに、より低コストの PSU を使用してシステムを構築できることも意味します。 前に説明したように、最悪のシナリオを想定して、600 ワットの GPU、300 ワットの CPU、および 300 ワットの「残りのプラットフォーム」を 1,200 PSU ATX 3.0 電源と組み合わせることが推奨されます。 ただし、ATX12VO 2.0 電源を使用して構築されたシステムでは、PSU とシステムが状態を通信できるようになるため、数ノッチ後退する可能性があります。

Intelは、これが、メリットが小さかったためにATX12VOを避けていた多くの人を引き付ける方法になるかもしれないと信じています。 ATX12VO 2.0 と、より低コストで小型の PSU を実行できる機能により、ATX12VO 2.0 がついにブレイクする可能性があります。

サイベネティックス

ATX 3.0 および ATX12VO 2.0 における最後の大きな動きは、Cybenetics と呼ばれる競合する電源効率規格を正式に承認したことです。 ほとんどの消費者は、2004 年以来 PSU で使用されている 80 Plus ロゴをよく知っています。80 Plus プログラムは、AC から DC への変換における PSU の効率をテストした最初のプログラムでした。 Cybenetic のプログラムも同様で、現在では PSU 上の 80 Plus ステッカーの代替として見なされています。

何が良いでしょうか？ Intelはお気に入りを選んでいないが、80 Plusの少数の効率ポイントと比較して、はるかに広範囲の負荷に沿ってテストするため、Cybeneticのプログラムがより厳格であることは明らかである。 サイベネティックスはPSUをより高い温度でもテストしており、これはほとんどの人が直面している現実に近いとしている。 最後に、Cybenetics は PSU 音響の認証も取得しています。 Cybenetics は現在、電源が実際に電力逸脱要件を満たしているかどうかをテストしていませんが、将来的には同様にテストする可能性があります。

TLDR は、新しい電源に貼られた Cybenetics ステッカーで、それが良好な電源であることを示す可能性があり、使い慣れた 80 Plus ステッカーが貼られた電源よりもさらに優れている可能性があります。

ハードコア技術レポートの創始者の 1 人であるゴードンは、1998 年から PC とコンポーネントを取材してきました。